流程與設(shè)計(jì)——《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》內(nèi)容培訓(xùn)

1、1技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì) 內(nèi)容解析內(nèi)容解析2技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2 2模塊模塊的價(jià)值、特點(diǎn)的價(jià)值、特點(diǎn)3 技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2 2結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程與流程與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)與系統(tǒng)與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)控制與控制與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4 “技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2”2”模塊是在掌握模塊是在掌握“技技術(shù)與設(shè)計(jì)術(shù)與設(shè)計(jì)1”1”的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生對(duì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的思想和方法思想和方法的理解和應(yīng)用能力，的理解和應(yīng)用能力，使學(xué)生具備使用和評(píng)價(jià)技術(shù)的方法和策使學(xué)生具備使用和評(píng)價(jià)技術(shù)的方法和策略的能力，以及受用終身的技術(shù)管理能略的能力，以及受用終身的技術(shù)管理能力。力。 技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2 2模塊價(jià)值：模塊

2、價(jià)值：5 模塊內(nèi)容構(gòu)成了技術(shù)設(shè)計(jì)過程中特模塊內(nèi)容構(gòu)成了技術(shù)設(shè)計(jì)過程中特有的、有的、具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和可以有效具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和可以有效遷移的思想方法，遷移的思想方法，它遠(yuǎn)超出了人們一般它遠(yuǎn)超出了人們一般意義上的習(xí)得性的知識(shí)和技能，使對(duì)事意義上的習(xí)得性的知識(shí)和技能，使對(duì)事物的事實(shí)認(rèn)定，上升為指導(dǎo)實(shí)踐的物的事實(shí)認(rèn)定，上升為指導(dǎo)實(shí)踐的規(guī)律規(guī)律并滲透在人們處理各種問題的過程中，并滲透在人們處理各種問題的過程中，既對(duì)事物的價(jià)值認(rèn)定。既對(duì)事物的價(jià)值認(rèn)定。 技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2 2內(nèi)容特點(diǎn)：內(nèi)容特點(diǎn)：6閱讀課標(biāo)、教材閱讀課標(biāo)、教材分析教材內(nèi)涵分析教材內(nèi)涵把握內(nèi)容脈絡(luò)把握內(nèi)容脈絡(luò)提練內(nèi)容思想提練內(nèi)容思想

3、拓展內(nèi)容空間拓展內(nèi)容空間技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)2 2內(nèi)容解析：內(nèi)容解析：7 一般說來，教材一般說來，教材各單元的開篇語或以遠(yuǎn)古先人各單元的開篇語或以遠(yuǎn)古先人對(duì)技術(shù)的奇妙應(yīng)用，或以技術(shù)與設(shè)計(jì)造就的現(xiàn)代文明，對(duì)技術(shù)的奇妙應(yīng)用，或以技術(shù)與設(shè)計(jì)造就的現(xiàn)代文明，清新自然、具有親和力，以清新自然、具有親和力，以敘事的方式娓娓道來，敘事的方式娓娓道來，由由此導(dǎo)入正文，此導(dǎo)入正文，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)的興趣，使他們喜歡激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)的興趣，使他們喜歡技術(shù)、愿意學(xué)習(xí)技術(shù)。技術(shù)、愿意學(xué)習(xí)技術(shù)。 正文基本沿著以下思路展開：正文基本沿著以下思路展開：生活中的設(shè)計(jì)生活中的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法分析設(shè)計(jì)方法分析案例的剖析案例的剖析形成

4、基于問題的設(shè)計(jì)方案形成基于問題的設(shè)計(jì)方案8第一單元第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)9本單元重要概念：本單元重要概念： 結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、實(shí)體結(jié)構(gòu)、框結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、強(qiáng)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、重心、連接度、重心、連接第一單元第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)10常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) 內(nèi)容穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析 簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞 11教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：v了解了解結(jié)構(gòu)的涵義，能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的涵義，能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念和一般分類。結(jié)構(gòu)的概念和一般分類。v能結(jié)合能結(jié)合1 12 2種種簡單的簡單的結(jié)構(gòu)案

5、例，分析結(jié)結(jié)構(gòu)案例，分析結(jié)構(gòu)是如何承受應(yīng)力的。構(gòu)是如何承受應(yīng)力的。v能通過技術(shù)試驗(yàn)分析影響能通過技術(shù)試驗(yàn)分析影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性穩(wěn)定性的因素，并寫出試驗(yàn)報(bào)告。的因素，并寫出試驗(yàn)報(bào)告。v能確定一個(gè)能確定一個(gè)簡單對(duì)象簡單對(duì)象進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并，并繪制設(shè)計(jì)圖紙，做出模型或原型。繪制設(shè)計(jì)圖紙，做出模型或原型。v能從能從技術(shù)和文化技術(shù)和文化的角度欣賞并評(píng)價(jià)典型的角度欣賞并評(píng)價(jià)典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的案例。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的案例。 12一、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)一、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) 廣義地說，結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。 但這里所談的結(jié)構(gòu)，是指可以承受一定應(yīng)力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形

6、狀和大小改變的力。13以加拿大魁北克大以加拿大魁北克大橋的坍塌這一歷史橋的坍塌這一歷史教訓(xùn)為例，揭示結(jié)教訓(xùn)為例，揭示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。14結(jié)構(gòu)與力結(jié)構(gòu)與力: : 主要是指物體的以下基本受力形式：主要是指物體的以下基本受力形式： 拉力、彎曲力、壓力、扭轉(zhuǎn)力、剪切力拉力、彎曲力、壓力、扭轉(zhuǎn)力、剪切力 例：梁的受力：例：梁的受力： 上部受到壓力上部受到壓力 下部受到拉力下部受到拉力15結(jié)構(gòu)類型的實(shí)例：結(jié)構(gòu)類型的實(shí)例：埃菲爾鐵塔埃菲爾鐵塔底座的實(shí)體底座的實(shí)體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)埃菲爾鐵埃菲爾鐵塔上部的塔上部的框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)16框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)高壓儲(chǔ)氣罐、高壓儲(chǔ)氣罐、貝殼的殼體貝殼的殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1

7、7結(jié)構(gòu)的穩(wěn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性案例定性案例分析和分析和“馬上行馬上行動(dòng)動(dòng)”18從生活中常見的從生活中常見的事例入手，引出事例入手，引出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)強(qiáng)度19 引導(dǎo)學(xué)生思引導(dǎo)學(xué)生思考生活實(shí)際中考生活實(shí)際中結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定的應(yīng)用。的應(yīng)用。20 從試驗(yàn)中，從試驗(yàn)中，使學(xué)生體驗(yàn)構(gòu)件使學(xué)生體驗(yàn)構(gòu)件的截面與強(qiáng)度的的截面與強(qiáng)度的關(guān)系。關(guān)系。21 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)豐富而有趣：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)豐富而有趣： 選題選題 創(chuàng)意創(chuàng)意 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 選材選材 結(jié)構(gòu)的功能、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)的功能、穩(wěn)定、強(qiáng)度、安全、美觀、成強(qiáng)度、安全、美觀、成本、個(gè)性、本、個(gè)性、 不同學(xué)校、不同層次、不同條件不同學(xué)校、不同層次、不同條件的學(xué)生，均可做富有特色的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、的學(xué)生，均可做富有特色的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作品。的作品。三、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)三、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)22 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品舉例：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品舉例：232425262728293031四、經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞四、經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞32 在在“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”中，引導(dǎo)學(xué)生欣賞中，引導(dǎo)學(xué)生欣賞中國傳統(tǒng)飛檐建筑中國傳統(tǒng)飛檐建筑文化和橋梁文化。文化和橋梁文化。33第二單元第二單元 流程與設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)34本單重要概念：本單重要概念： 環(huán)節(jié)、時(shí)序、流程、流程環(huán)節(jié)、時(shí)序、流程、流程圖、優(yōu)化圖、優(yōu)化第二單元第二單元 流程與設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)35生活和生產(chǎn)中的流程生活和生產(chǎn)中的流程 內(nèi)容流程的設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì) 流程的優(yōu)化流程的優(yōu)化 36教學(xué)

9、目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：v了解了解流程的含義及其對(duì)生產(chǎn)、生活的意義。流程的含義及其對(duì)生產(chǎn)、生活的意義。v通過對(duì)典型的工作流程和生產(chǎn)工藝流程案例的分通過對(duì)典型的工作流程和生產(chǎn)工藝流程案例的分析，理解流程中的析，理解流程中的時(shí)序時(shí)序和和環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)的意義，學(xué)會(huì)閱讀的意義，學(xué)會(huì)閱讀簡單簡單的流程圖。的流程圖。v能分析流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的能分析流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的基本因素基本因素，并畫出流，并畫出流程設(shè)計(jì)的框圖。程設(shè)計(jì)的框圖。v能解釋流程的改進(jìn)與設(shè)備、材料等之間的關(guān)系，能解釋流程的改進(jìn)與設(shè)備、材料等之間的關(guān)系，能能概括概括某種某種簡單簡單生產(chǎn)生產(chǎn)流程優(yōu)化流程優(yōu)化過程中所應(yīng)考慮的過程中所應(yīng)考慮的主要問題。主要問題。v能

10、對(duì)生活、生產(chǎn)中的能對(duì)生活、生產(chǎn)中的簡單對(duì)象簡單對(duì)象進(jìn)行進(jìn)行流程設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)或流或流程的程的改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)，并用文字或圖表說明流程設(shè)計(jì)方，并用文字或圖表說明流程設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)，或者流程的改進(jìn)方案的優(yōu)越之處。案的特點(diǎn)，或者流程的改進(jìn)方案的優(yōu)越之處。37v 幾個(gè)概念：幾個(gè)概念： 流程：流程： 一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的順序。項(xiàng)或行為進(jìn)行的順序。時(shí)序：時(shí)間上的先后順序時(shí)序：時(shí)間上的先后順序環(huán)節(jié)：根據(jù)某種邏輯，將一項(xiàng)活動(dòng)分為環(huán)節(jié)：根據(jù)某種邏輯，將一項(xiàng)活動(dòng)分為的若干小的過程的若干小的過程38生活生產(chǎn)中流程的案例分析生活生產(chǎn)中流程的案例分析v 學(xué)生一天的活動(dòng)

11、流程學(xué)生一天的活動(dòng)流程 v軟皮椅的生產(chǎn)流程軟皮椅的生產(chǎn)流程39生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)加工環(huán)節(jié)組裝、檢驗(yàn)和包裝三個(gè)環(huán)節(jié)每個(gè)環(huán)節(jié)可以包括若干個(gè)工序，有串行工序和并行工序。40李龍飛的莊稼為什么顆粒無收李龍飛的莊稼為什么顆粒無收 強(qiáng)調(diào)按照強(qiáng)調(diào)按照流程中環(huán)流程中環(huán)節(jié)和時(shí)序節(jié)和時(shí)序的要求的的要求的重要性。重要性。41 流程的試驗(yàn)流程的試驗(yàn)讓學(xué)生通過試驗(yàn)體讓學(xué)生通過試驗(yàn)體驗(yàn)生活中的流程。驗(yàn)生活中的流程。其中，隱含流程優(yōu)其中，隱含流程優(yōu)化的思想。化的思想。42二、流程的設(shè)計(jì)二、流程的設(shè)計(jì) 流程設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮事物的內(nèi)在性質(zhì)、規(guī)律和相關(guān)因素，應(yīng)以環(huán)節(jié)和時(shí)序?yàn)樵O(shè)計(jì)的主要線索。43流程設(shè)計(jì)需要考慮的基本因素v材料：不同的材料

12、有不同的加工方法。v工藝：不同的產(chǎn)品有不同的工藝要求，流程也不同。v設(shè)備：生產(chǎn)設(shè)備的水平往往決定了流程的自動(dòng)化水平。v人員和資金：人員的技術(shù)水平和必要的資金會(huì)影響生產(chǎn)的過程、質(zhì)量和周期，是流程設(shè)計(jì)必須考慮的主要因素。v環(huán)境：生產(chǎn)過程與環(huán)境的相互作用，是流程設(shè)計(jì)中應(yīng)該關(guān)注的重要因素，等等。44流程設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求4546三、流程的優(yōu)化三、流程的優(yōu)化 流程的優(yōu)化是指，在流程的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，要對(duì)流程進(jìn)行不斷的改進(jìn)，以期取得最佳的效果。 改進(jìn)的目的是為了提高工作效率、降低成本、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全生產(chǎn)等等。47流程優(yōu)化的常用方法v工期優(yōu)化（工序并行，先進(jìn)設(shè)備的使用）v工藝優(yōu)化（切削改澆

13、鑄，標(biāo)準(zhǔn)件的使用）v成本優(yōu)化（自動(dòng)化生產(chǎn)，廢水循環(huán)使用）v質(zhì)量優(yōu)化（計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控）v等等48第三單元第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)49本單重要概念：本單重要概念： 系統(tǒng)、子系統(tǒng)、整體性、系系統(tǒng)、子系統(tǒng)、整體性、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三單元第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)50系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 內(nèi)容系統(tǒng)的分析系統(tǒng)的分析 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 51教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：v從從應(yīng)用的應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的含義。角度理解系統(tǒng)的含義。v通過簡單的系統(tǒng)的案例分析，理解系統(tǒng)通過簡單的系統(tǒng)的案例分析，理解系統(tǒng)的的基本特性基本特性，初步掌握初步掌握系統(tǒng)分析的基本系統(tǒng)分析的基本方

14、法。方法。v理解理解系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實(shí)例分析的意義，能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。v通過通過簡單的簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例的分析，初步系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例的分析，初步學(xué)會(huì)簡單學(xué)會(huì)簡單系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。的基本方法。v確定一個(gè)生活或生產(chǎn)中的確定一個(gè)生活或生產(chǎn)中的簡單對(duì)象簡單對(duì)象，根，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。52 系統(tǒng)：由相系統(tǒng)：由相互聯(lián)系、相互作互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和用、相互依賴和相互制約的若干相互制約的若干要素組成的有機(jī)要素組成的有機(jī)整體。整體。53人體系統(tǒng) 骨骼 肌肉 消化系統(tǒng) 呼吸系統(tǒng) 血液循環(huán)系統(tǒng) 內(nèi)分泌系統(tǒng) 神

15、經(jīng)系統(tǒng) 54 子系統(tǒng)：子系統(tǒng)： 對(duì)于較大的系統(tǒng)，可以根據(jù)一定的標(biāo)對(duì)于較大的系統(tǒng)，可以根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分為若干個(gè)小的系統(tǒng)。準(zhǔn)劃分為若干個(gè)小的系統(tǒng)。 系統(tǒng)的類型：系統(tǒng)的類型：實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng) 靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 55 如：汽車系統(tǒng)：如：汽車系統(tǒng)：點(diǎn)火系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，方向系統(tǒng)，制動(dòng)系點(diǎn)火系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，方向系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)，統(tǒng)，56 整體性：非各個(gè)要素的簡單相加整體性：非各個(gè)要素的簡單相加 例：一支球隊(duì)例：一支球隊(duì)57 理解：理解： 日常生活中，常聽人說：日常生活中，常聽人說： 1、 “一個(gè)和尚挑水吃，二個(gè)和尚抬水吃，一個(gè)和尚挑

16、水吃，二個(gè)和尚抬水吃，三個(gè)和尚沒水吃三個(gè)和尚沒水吃” 2、 “三個(gè)臭皮匠等于一個(gè)諸葛亮三個(gè)臭皮匠等于一個(gè)諸葛亮” 3、 “一著不慎，全盤皆輸一著不慎，全盤皆輸” 4、“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”請根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，請根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，分別解釋之。分別解釋之。58 相關(guān)性：各要素之間相互作用相關(guān)性：各要素之間相互作用 例：廚房裝修例：廚房裝修59目的性：實(shí)現(xiàn)一定的功能目的性：實(shí)現(xiàn)一定的功能 例：企業(yè)管理系統(tǒng)例：企業(yè)管理系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)性：系統(tǒng)處于運(yùn)動(dòng)變化之中動(dòng)態(tài)性：系統(tǒng)處于運(yùn)動(dòng)變化之中 例：生病、看病例：生病、看病60 環(huán)境適應(yīng)性：任何系統(tǒng)都處在一定的環(huán)境環(huán)境適應(yīng)性：任何系統(tǒng)都處在一定

17、的環(huán)境中，系統(tǒng)與其所處的環(huán)境通常都有物質(zhì)、中，系統(tǒng)與其所處的環(huán)境通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)特性的改變，并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功起系統(tǒng)特性的改變，并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)部分相互關(guān)系的變化。能和系統(tǒng)內(nèi)部分相互關(guān)系的變化。 例：例：“春捂秋凍春捂秋凍” 電冰箱電冰箱61 運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、比運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、比較、試驗(yàn)，從而擬定一套經(jīng)濟(jì)有效的較、試驗(yàn)，從而擬定一套經(jīng)濟(jì)有效的處理程序，或?qū)υ邢到y(tǒng)提出改進(jìn)方處理程序，或?qū)υ邢到y(tǒng)提出改進(jìn)方案。案。 系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析62 在現(xiàn)實(shí)生活中，由于受環(huán)境和條件的限在現(xiàn)實(shí)生活

18、中，由于受環(huán)境和條件的限制，不可能找出一切方案，也不可能對(duì)所有制，不可能找出一切方案，也不可能對(duì)所有方案進(jìn)行全面比較，漫無邊際地去研究所有方案進(jìn)行全面比較，漫無邊際地去研究所有方案，無論在時(shí)間上還是人力上都不允許，方案，無論在時(shí)間上還是人力上都不允許，運(yùn)用科學(xué)的方法就更為重要，缺乏資料，缺運(yùn)用科學(xué)的方法就更為重要，缺乏資料，缺少對(duì)資料的科學(xué)計(jì)算和分析，只靠拍腦袋無少對(duì)資料的科學(xué)計(jì)算和分析，只靠拍腦袋無法尋找到最優(yōu)方案。法尋找到最優(yōu)方案。 6364系統(tǒng)分析的一般步驟明確問題，設(shè)立目標(biāo)明確問題，設(shè)立目標(biāo)收集資料，制定方案收集資料，制定方案檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較分析計(jì)

19、算，評(píng)價(jià)比較65 田忌賽馬田忌賽馬 戰(zhàn)國時(shí)代，齊王常與他的大將田忌賽馬，戰(zhàn)國時(shí)代，齊王常與他的大將田忌賽馬，雙方約定每場各出一匹馬，分三場進(jìn)行比賽。雙方約定每場各出一匹馬，分三場進(jìn)行比賽。齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同等的馬，于是田忌屢賽屢輸。等的馬，于是田忌屢賽屢輸。 一日，田忌的賓客、對(duì)軍事頗有研究的一日，田忌的賓客、對(duì)軍事頗有研究的孫臏給田忌出了一個(gè)主意，結(jié)果以二比一贏孫臏給田忌出了一個(gè)主意，結(jié)果以二比一贏了齊王。了齊王。66 田忌的賽馬田忌的賽馬 共有共有6 6種方

20、案種方案 田忌田忌 齊王齊王 田忌田忌 齊王齊王 （1 1）上馬）上馬 上馬上馬 （4 4）中馬）中馬 上馬上馬 中馬中馬 中馬中馬 下馬下馬 中馬中馬 下馬下馬 下馬下馬 上馬上馬 下馬下馬 （2 2）下馬）下馬 上馬上馬 （5 5） 上馬上馬 中馬中馬 （6 6） 中馬中馬 下馬下馬 （3 3）中馬）中馬 上馬上馬 上馬上馬 中馬中馬 下馬下馬 下馬下馬 67 在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結(jié)在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結(jié)局有以局有以3 3：0 0贏的，也有以贏的，也有以2 2：1 1贏的，但只有贏的，但只有一種情況是田忌以一種情況是田忌以2 2：1 1取勝于齊王的，孫臏取勝于齊王的

21、，孫臏正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方案（案（2 2）。）。 68 優(yōu)化：在一定的條件（約束條件）下，通優(yōu)化：在一定的條件（約束條件）下，通過一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)過一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（最小化）的方案。到最大化（最小化）的方案。 優(yōu)化的關(guān)鍵在于：分工合理，協(xié)調(diào)配合。優(yōu)化的關(guān)鍵在于：分工合理，協(xié)調(diào)配合。69 建筑材料的改進(jìn)也是一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，以建筑材料的改進(jìn)也是一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，以往建筑物的墻體多采用實(shí)心磚，現(xiàn)在采用往建筑物的墻體多采用實(shí)心磚，現(xiàn)在采用了空心磚，在保證強(qiáng)度、隔熱隔音效果的了空心磚，在保證強(qiáng)度、隔熱隔音效果的

22、同時(shí)，節(jié)省了材料。同時(shí)，節(jié)省了材料。 但是，對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng)，人們對(duì)其但是，對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng)，人們對(duì)其特征了解不夠，所以需要運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)特征了解不夠，所以需要運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)的手段描述它，進(jìn)而找到合適的解決方案。的手段描述它，進(jìn)而找到合適的解決方案。 70數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 以往課程的學(xué)習(xí)中，我們就曾接觸到數(shù)學(xué)以往課程的學(xué)習(xí)中，我們就曾接觸到數(shù)學(xué)模型的問題，比如自由落體運(yùn)動(dòng)的公式模型的問題，比如自由落體運(yùn)動(dòng)的公式為：為：1/2gt1/2gt2 2，這就是一個(gè)反映物體運(yùn)動(dòng)的，這就是一個(gè)反映物體運(yùn)動(dòng)的路程隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型路程隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型 。 系統(tǒng)建模的目的是要將系統(tǒng)的原型抽象為系統(tǒng)建

23、模的目的是要將系統(tǒng)的原型抽象為數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)方法分析求數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)方法分析求解得出數(shù)學(xué)結(jié)論，再運(yùn)用這一結(jié)論來解決解得出數(shù)學(xué)結(jié)論，再運(yùn)用這一結(jié)論來解決實(shí)際系統(tǒng)中的問題。實(shí)際系統(tǒng)中的問題。71 在江邊一側(cè)有在江邊一側(cè)有A A、B B兩個(gè)廠，它們到江邊的距離兩個(gè)廠，它們到江邊的距離分別是分別是2km2km和和3km3km，設(shè)兩廠沿江方向的距離是，設(shè)兩廠沿江方向的距離是3.5km3.5km，現(xiàn)在要在江邊修建一個(gè)碼頭，使得兩廠的產(chǎn)品能夠現(xiàn)在要在江邊修建一個(gè)碼頭，使得兩廠的產(chǎn)品能夠順利過江，問碼頭應(yīng)建在什么位置，才能使運(yùn)輸路順利過江，問碼頭應(yīng)建在什么位置，才能使運(yùn)輸路線最短？線最

24、短？ 72 分析：分析： 本問題屬于系統(tǒng)的優(yōu)化問題。根據(jù)要求可畫本問題屬于系統(tǒng)的優(yōu)化問題。根據(jù)要求可畫出上圖，在江邊出上圖，在江邊DEDE上求一點(diǎn)上求一點(diǎn)C C，使，使C C到到A A、B B兩廠的兩廠的距離之和為最短。距離之和為最短。 數(shù)學(xué)模型為：數(shù)學(xué)模型為： Smin=AC+BCSmin=AC+BC 過過A A點(diǎn)作關(guān)于直線點(diǎn)作關(guān)于直線DEDE的對(duì)稱點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)A A1 1，連接，連接A A1 1B B與與DEDE相交于相交于C C，這一點(diǎn)既為所求的碼頭的地點(diǎn)。，這一點(diǎn)既為所求的碼頭的地點(diǎn)。 根據(jù)相似三角形原理，求得根據(jù)相似三角形原理，求得 DC=1.4kmDC=1.4km，碼，碼頭建在與頭建

25、在與A A廠到江邊垂直距離位置相距廠到江邊垂直距離位置相距1.4km1.4km處，處，運(yùn)輸路線最短。運(yùn)輸路線最短。73 在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，我們經(jīng)常需要對(duì)各種各樣的系統(tǒng)進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)。 例如，企業(yè)資產(chǎn)的管理設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)、個(gè)人形象設(shè)計(jì)等等 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求2、系統(tǒng)的各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用 3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化747576 本單元以本單元以“系統(tǒng)系統(tǒng)”為研究對(duì)象，即是前為研究對(duì)象，即是前兩個(gè)單元內(nèi)容的延伸，又是后一單元的基兩個(gè)單元內(nèi)容的延伸，又是后一單元的基礎(chǔ)，集中了眾多核心概念和重要的思想和礎(chǔ)，集中了眾多核心概念和重要的

26、思想和方法方法。 在內(nèi)容設(shè)計(jì)上選用了大量案例，依照在內(nèi)容設(shè)計(jì)上選用了大量案例，依照學(xué)生從具體到抽象的學(xué)習(xí)進(jìn)程來組織學(xué)習(xí)學(xué)生從具體到抽象的學(xué)習(xí)進(jìn)程來組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，有利于學(xué)生把系統(tǒng)方面的知識(shí)與技內(nèi)容，有利于學(xué)生把系統(tǒng)方面的知識(shí)與技能整合到已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中能整合到已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中 。77第四單元第四單元 控制與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)78本單元重要概念：本單元重要概念： 控制、控制系統(tǒng)、開環(huán)控制、閉控制、控制系統(tǒng)、開環(huán)控制、閉環(huán)控制、干擾因素、反饋、功能模環(huán)控制、干擾因素、反饋、功能模擬法、黑箱方法擬法、黑箱方法第四單元第四單元 控制與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)79控制的手段與應(yīng)用控制的手段與應(yīng)用 內(nèi)容控制系統(tǒng)的工作過程與方

27、式控制系統(tǒng)的工作過程與方式 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 80教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：v理解理解控制的含義及其在生產(chǎn)和生活中的控制的含義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用應(yīng)用。v分析典型的案例，分析典型的案例，了解了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基基本組成本組成和和簡單的簡單的工作過程。工作過程。v能畫出一個(gè)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理能畫出一個(gè)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉熟悉反饋

28、環(huán)節(jié)的作用。反饋環(huán)節(jié)的作用。v能結(jié)合案例找出影響能結(jié)合案例找出影響簡單簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。干擾因素，并作分析。v了解了解簡單的被控制對(duì)象的簡單的被控制對(duì)象的基本特性基本特性，能確定被，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制設(shè)計(jì)的方案。成初步的控制設(shè)計(jì)的方案。81 控制系統(tǒng)存在于我們身邊：控制系統(tǒng)存在于我們身邊： 自行車中的動(dòng)力控制系統(tǒng)、方向控制系統(tǒng)、剎車控制自行車中的動(dòng)力控制系統(tǒng)、方向控制系統(tǒng)、剎車控制系統(tǒng)：系統(tǒng)： 82 某單位大門口（或倉庫門口）伸縮門的自動(dòng)某單位大門口（或倉庫門口）伸縮門的自動(dòng)控制：控制：83控制系統(tǒng)v開環(huán)控制v閉環(huán)控制輸出量輸出量輸入量輸入量控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象+控制量控制量84 通過試驗(yàn)，通過試驗(yàn)，使學(xué)生感受開環(huán)使學(xué)生感受開環(huán)系統(tǒng)的輸入與輸系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系。出的關(guān)系。85 幾個(gè)關(guān)鍵概念：幾個(gè)關(guān)鍵概念： 控制系統(tǒng)的方框圖控制系統(tǒng)的方框圖 反饋反饋 干擾干擾 控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象給定值給定值被控量被控量干擾信號(hào)干擾信號(hào)+反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)-86干擾信號(hào)干擾信號(hào)大腦指揮手大腦指揮手音量旋鈕音量旋鈕